超高压智能变电站一次主设备在线监测系统设计与运用研究

摘要：随着现代化电力需求的大幅度提升，高压电力设备是电力体系中的重要结构，当设备长时间投入使用，很可能出现异常现象，设备的绝缘性降低，从而影响电力系统的稳定运行，为了更好地监测高压设备，构建智能变电站，科学设计在线监测系统，对此，针对超高压的智能变电站，分析在线监测主设备环节遇到的主要问题，分析在线监测原则，围绕数据采集模块、物理链路连接等不同维度探讨在线监测系统的设计要点，在一次主设备中实现实时监测，提升设备监测的智能水平，促使电网稳定、安全运行。

关键词：设备监测高压设备数据采集业务流程智能化变电站系统

中图分类号：TM63

ResearchonDesignandApplicationofOnlineMonitoringSystemforPrimaryMainEquipmentinUltraHigh-VoltageSmartSubstation

SUNZhenqiYANGWenjie

UltraHigh-VoltageCompanyofStateGridShandong ElectricPowerCompany，Ji’nan，ShandongProvince，250000China

Abstract：Withthesignificantincreaseinmodernpowerdemand，high-voltagepowerequipmenthasbecomeanimportantstructureinthepowersystem.Whentheequipmentisputintouseforalongtime，itislikelytoexperienceabnormalphenomenaandtheinsulationoftheequipmentwillreduce，thusaffectingthestableoperationofthepowersystem.Inordertobettermonitorthehigh-voltageequipment，buildasmartsubstationandscientificallydesignanonlinemonitoringsystem，thispaperanalyzesthemainproblemsencounteredin&nbRjvI6pLBE5RZ7EUfhHEjcEbM7XB/dbfwWkzbJrmbZv8=sp;themainequipmentlinkofonlinemonitoringforultra-highvoltageintelligentsubstations，analyzestheonlinemonitoringprinciples.Itdiscussesthedesignpointsofonlinemonitoringsystemarounddifferentdimensionssuchasdataacquisitionmoduleandphysicallinklink，soastorealizereal-timemonitoringinprimaryequipment，improvetheintelligentlevelofequipmentmonitoring，andpromotethestableandsafeoperationofpowergrid.

KeyWords：Equipmentmonitoring;Highvoltageequipment;Dataacquisition;Businessprocess;Smartsubstationsystem

随着电力工业的不断发展，如今智能化技术逐渐获得重用，纵观整体电网建设工作，应对超高压一次主设备有效监测，科学诊断异常问题，促使电力系统以安全的状态运行。相关人员应重视在线监测系统的设计、应用，充分利用通信、传感等先进的技术手段，完善电力系统实现系统运行的在线监测，在电力领域提升操作与管理环节的智能水平，提升电力系统运行环节的可靠性。

1在线监测主设备环节遇到的主要问题

1.1数据采集率水平较低、实时性不足

当前，电力系统的发展规模逐渐扩展，而现实环节传感装置的数据采集率水平比较低，不能充分保障实时效果，促使电力系统受到干扰，当执行监控工作时服务水平低下。

1.2电力系统的诊断不全面

目前，电力系统运作期间，围绕电力信号落实诊断工作，引进合理的技术手段，经过周密的计算方法，科学推进检测流程，当相关人员获得检测结果后实现深层诊断，评估电力系统的可靠性，进一步掌握运行风险信息。现阶段，系统的诊断实践性不足，技术手段较为单一，导致诊断结果不够准确[1]。

1.3网络、在线监测系统未能稳定连接

结合当前的电力系统构架，当通过网络方式实现监控时，要想得到数据信息，主要依托远程的收集方式，深层探究电力网络，其中IP资源并不够充足，当时间推移，也会导致在线监测设备时的网址明显波动，对此，当监控系统运行时，将无法以稳定的状态与网络通信系统实现连接，不利于数据的高效收集[2]。

2在线监测一次设备的原则、系统设计分析

2.1原则分析

借助在线监测功能，在一次设备中，当设备异常情况还未出现，可以有效察觉其中不利于安全运行的隐患问题，在监测环节主要追求预防，故而实时性不足，对此现实环节要充分联系一次设备的运作特点，对系统结构进行清晰梳理，打造智能变电站，充分发挥在线监测系统的功能。利用传感器，根据其性能的相似性，或者监测对象一致，执行整合工作，从而转移到相同的装置中，利用少量的传感器，发挥稳定功能。应用传感器时，促进其与在线监测装置有效整合，在监测部分加入传感器，促使系统的复杂性降低，不需要以接线的方式连通采集器、传感器，改善耦合处理状态。对于应用的监测装置，若类型趋于一致的效果，落实整合处理举措[3]。

2.2系统设计分析

在智能变电站中，如今在线监测系统发挥着举足轻重的作用，在线监测包含诸多方面，例如：色谱在线等监测系统，对变电站中的重点设备起着监测作用，方便相关人员及时掌握电气设备的状态情况。

2.2.1数据采集模块设计

依托ZigBee技术实现相关传感器的使用，从而有效收集基础数据，传感器的功效强大，可以针对湿度、温度等重要的信息实现完整获取，当收集好信息后，在ZigBee技术的支持下，从而传输到系统处。当获取现场的信息内容时，由数据传输总线促使信息流通，当信息到达服务器，便能促使收集端、系统合理交接。在系统的支持下，监测中心敏锐感知处于主设备中的各个元件，经过数据分析把握当前的运作状态，对故障现象尽早给予警示提示[4]。

2.2.2物理链路的连接设计

在主设备的监测环节，利用ZigBee技术传感器处理手段，改变发射频段，经过提升处理而超过100MHz，对具有干扰影响作用的信号有效发挥抵抗作用，促使智能变电站可在主设备监测中更加稳定，减少误差情况发生。当频段提升，也能很好地应对导体异构形成的偏差情况。

2.2.3业务流程设计

在网络电力系统中，实现B／S架构的深层研究，可见电力业务、系统之间存在较为密切的联系，当设计研究系统时，应清晰把握业务范畴，并针对其中的流程实现清理。在系统中结合不同层级的管理员，实现信息定义，例如：管理员的名称；明确和管理员相关的传感器，从综合视角出发，实现信息的正确配置，此过程也要在传感器的地址等方面做好配置处理；通过传感器，当得到配置文件时，要尽快实现传输，由上位机接收；在传感器存在着一些文件，经过细致分析，将取得解析的内容，转移到数据库中妥善存放；面对配置信息，当产生修改的需求时，那么执行接下来的步骤，在配置信息中若不需要改进，那么便直接由管理人员发挥自身的职能，将采集数据的指令发送出去，从而在主设备中落实在线监测工作；面对传感器中的信息，当产生修改、再次定义的需求时，应在信息中充分更新，同理，在网络仪表中，若需要对相关信息实现修改，也要落实更新的处理举措；针对虚拟表，要改进其中的配置信息，或者再次落实定义工作，在配置信息中应予以更新操作；面对电力参数、电力指数的标准，要改进其中的配置信息，或者再次落实定义工作，在配置信息中应予以更新操作；由管理人员发挥自身的职能，将采集数据的指令发送出去，从而在主设备中落实在线监测工作[5]。

3在线监测系统应用探究

3.1断路器在线监测

变电站中，断路器设备起着开关调节的作用，若断路器的运行状态安全，电力系统也会更加稳定。在线监测断路器环节，可以推行触头温度的监测等手段，围绕断路器结构特点，找到主触头部位、辅助触头区域，引进数据采集器和对温度敏锐感知的传感器，规范落实安装操作，从而随时把控触头温度的变化，当察觉存在不正常的温度情况时，尽快落实应对方案。在断路器当中，有效利用规模较小的传感器，增加计数器，以此来监视断路器，获得动作次数，如分闸次数[6]。在信息通信技术的支持下，将获得的信息快速传送，交给后台计算机，以自动的状态完成信息的记录过程，从而了解动作次数是否发生不正常的情况。

3.2GIS在线监测

在线监测系统中，可实现气体密度、放电频率的有效测试，其中安装传感器时，将其处理为内置式，在这样的模式中可以促使监测环节更加精准，当GIS内部产生放电行为时，对其中的电磁波信号可实现监测，防止因电磁波作用而阻碍系统的正常运行[7]。在监测环节，如果察觉出现了放电情况，那么应优先从内部问题中加以分辨，分析放电信号的来源，比较中探究源头究竟为内部故障，还是外部电晕。在内部，当放电信号出现，一方面应查看波形图，一方面需要查看频谱图，从而清晰把握异常情况的类型。进行故障分析时，可在不同的位置处放置传感器，收集信号时间数据，经过比较来探寻故障问题。

3.3油色谱分析

基于变压器，综合分析其中的绝缘介质，变压器油属于重要的部分，要想促使变压器系统以稳定的状态运行，应考虑油的裂化程度，此环节投入油色谱分析技术，在变压器处结合设定的时间计划实现油样的采集，在油中落实检测工作，针对其中的溶解气体，一方面检测成分，另一方面检测浓度。利用传感器，发挥实时监测的作用，在相关设备中获取转动速度、温度等参数，数据收集工作完成之后，短时间内传输至控制层，此时变压器继续发挥作用，通过分析油样可知其中溶解了大量的气体，比如一氧化碳，相关人员明确成分、浓度等物理量后，在物理量中不断转化形成电信号，此时二次仪表开始响应，进一步转化处理电信号，形成测量的物理量，为相关工作人员的观察、记录提供支持，有效把握变压器的情况，检查某个区域过热情况、放电情况。

3.4母线在线监测

纵观变电站系统，存在着多种电气设备，而各个设备的连接要依赖母线，故而母线的稳定连接有利于促使电力系统正常发挥作用。监测期间可针对导线温度来判断，也可以检查母线的形状变化情况。利用温度监测手段，把握温度的变化状况，从而明确出现不正常温度值的线段，进而实施控制方案。利用形状变化监测手段，把握母线中的重要位置，在此处安装对形状变化精准监测的装置，结合形状变化情况落实控制手段，促使整体电力系统受到积极影响，当执行监控工作时，切实提升控制水平，为电力系统的运行带来维护方案。

4结论

通过上述分析可知，在电力领域努力创建智能化变电站，面对一次主设备合理化设计在线监测系统，有利于保证电网体系以安全的状态运行，相关人员应把握在线监测中遇到的问题，切实遵循系统的设计原则，做好基础数据的收集工作，科学设计在线监测系统，当出现故障问题时，能够尽早给出预警提示，相关人员也能通过获得的数据结果制定决策，维护电力系统安全运行。

参考文献

[1] 李海南，施浩楠，顾晓勇.基于潮流计算的变电站一键顺控功能离线测试研究[J].自动化技术与应用，2024，43（5）：75-78.

[2] 杨文锋，林德惠，曹宇，等.基于PCA-SVM的飞机蒙皮激光分层除漆LIBS在线监测研究[J].光谱学与光谱分析，2023，43（12）：3891-3898.

[3] 陈道强.基于在线监测技术的变电站一次设备检修策略研究[J].光源与照明，2023，（11）：171-173.

[4] 陈业锐，王亚飞.基于红外设备的变电站一次设备运行异常自动检测方法[J].企业科技与发展，2023，（9）：45-48.

[5] 杜博文，叶俊辰，朱合华，等.基于时空数据的地下空间基础设施智能监测系统（英文）[J].Engineering，2023，25（6）：194-203.

[6] 李心相.220kV九越变电站一次设备缺陷带电检测及分析系统的研究[D].福州：福州大学，2020.

[7] 王彦洁.智能变电站继电保护在线监测系统关键技术及应用研究[D].哈尔滨：哈尔滨理工大学，2020.